2021-08-20
0
前言
南(nán)京疫情傳播鏈延長(cháng)！再延長(cháng)！正在國内流行的(de)德爾塔變異毒株，傳播速度快(kuài)！體内複制快(kuài)！轉陰時(shí)間長(cháng)！南(nán)京疫情傳播鏈仍在繼續延伸，且呈多(duō)點擴散外溢态勢，除此之外，剛剛經曆了(le)暴雨(yǔ)災害的(de)鄭州，疫情形勢也(yě)不容樂(yuè)觀，截至8月(yuè)4日，鄭州已累計感染101人(rén)，目前此次疫情至少波及15省超22個(gè)城(chéng)市，7月(yuè)全國累計報告新增本土确診病例328例，接近此前5個(gè)月(yuè)的(de)總和(hé)，防控形勢嚴峻。
此次疫情來(lái)勢兇猛，實驗室的(de)病毒測序及相關研究是查明(míng)病毒來(lái)源、研發疫苗、臨床診治等工作順利進行的(de)前提。而随互聯網以及人(rén)工智能、大(dà)數據應運而生的(de)智慧實驗室也(yě)給病毒數據的(de)采集以及相關技術的(de)研究帶來(lái)更多(duō)可(kě)能。
高(gāo)品質的(de)空氣質量和(hé)濕度正是“智慧實驗室”安全實驗的(de)一個(gè)重要的(de)起點保障。實驗室的(de)排風機控制系統的(de)升級設置确保最佳能耗的(de)同時(shí)最大(dà)化(huà)的(de)安全運行，保證實驗室空氣質量，爲工作人(rén)員(yuán)創建更高(gāo)效、舒适、安全的(de)實驗室環境。
淺談實驗室排風機壓力控制
今天，我們就來(lái)談一下(xià)實驗室的(de)排風機控制，用(yòng)科學有效的(de)排風機控制的(de)基礎設施建設确保将在實驗過程中危害人(rén)體和(hé)環境的(de)有害氣體，經過排風管道及過濾系統将有害物(wù)質過濾掉再經排風機排到大(dà)氣中，有效确保實驗室空氣質量，保障實驗室安全。
在排風過程中根據系統的(de)大(dà)小和(hé)多(duō)少就會産生大(dà)小不一的(de)排風管道，針對(duì)單個(gè)房(fáng)間的(de)排風相對(duì)比較容易控制（如加一個(gè)固定風量的(de)排風系統就可(kě)以解決），對(duì)于稍微大(dà)點的(de)系統，如在一個(gè)實驗室中有 1 個(gè)排風櫃，2 個(gè)萬向罩，這(zhè)樣就需要通(tōng)過各個(gè)風口的(de)風閥開關狀态來(lái)設定風機的(de)頻(pín)率，使排風量達到各自的(de)要求。
但是對(duì)于較大(dà)的(de)系統再這(zhè)樣控制就比較麻煩和(hé)難以控制了(le)，如有 3個(gè)實驗室，每個(gè)實驗室之中都有 2 個(gè)到 3 個(gè)萬向罩和(hé) 3 到 4 個(gè)實驗櫃，再用(yòng)單個(gè)排風機的(de)數量做(zuò)排列組合控制風機的(de)頻(pín)率控制排風量就不現實了(le)，因爲在這(zhè)個(gè)過程不是所有的(de)設備都單獨使用(yòng)或者同時(shí)使用(yòng)，而是随機性比較大(dà)。在這(zhè)種情況下(xià)我們就通(tōng)過排風壓力來(lái)控制風機的(de)頻(pín)率，相對(duì)于其它的(de)方式要簡單一些。
通(tōng)過排風壓力來(lái)控制風機的(de)頻(pín)率從而達到控制風量的(de)目的(de)，在這(zhè)一系統中有排風管道系統，過濾系統，動力及控制系統。在該系統中管道的(de)分(fēn)布及口徑大(dà)小的(de)設計最爲重要，如在管道的(de)排風近端與遠(yuǎn)端的(de)距離很長(cháng)，就會導緻在排風量一定的(de)情況下(xià)，近端的(de)排風量就會很大(dà)，遠(yuǎn)端就會很小；
再就是管道的(de)粗細和(hé)風口的(de)大(dà)小同樣影(yǐng)響著(zhe)各個(gè)排風口的(de)排風量，故在設計時(shí)要考慮管道的(de)口徑、分(fēn)布是否均勻及排風口選型是否合理(lǐ)，否則自控根本無法實現！動力及控制系統是決定系統能否正常運行的(de)關鍵部分(fēn)，這(zhè)就要求根據工藝特點進行控制，一般用(yòng)風速和(hé)風壓來(lái)控制風機，其中風速在運行過程中相對(duì)于風壓不是很穩定，故選風壓來(lái)控制。
控制器（RWG）通(tōng)過風壓來(lái)控制排風的(de)調試是比較常見的(de)，一般控制思路是測量管道風壓（風壓傳感器要安裝到直管段上，防止測量不準），通(tōng)過風壓來(lái)控制風機的(de)轉速，通(tōng)過風閥的(de)開啓（通(tōng)過風閥的(de)開到位信号來(lái)實現）來(lái)控制風機的(de)啓停。
01
數據采集不穩定
風的(de)壓力不穩，與管道的(de)口徑、安裝材料的(de)好壞等都有密切關系，從而造成采集數據的(de)不穩定，對(duì)後續的(de)頻(pín)率調節造成很大(dà)的(de)影(yǐng)響。
02
系統反應速度快(kuài)
系統的(de)控制速度要求反應很快(kuài)，主要是風速的(de)變化(huà)很快(kuài)。
由這(zhè)兩點就決定著(zhe) PID 調節要注意以下(xià)幾點：
01
設定合理(lǐ)的(de)PID值
設定合理(lǐ)的(de) PID 值，在開機調節時(shí)，風機的(de)轉速對(duì)風壓影(yǐng)響還(hái)不是很大(dà)，此時(shí) PID 的(de)輸出信号會增強很快(kuài)，當風壓到達設定值時(shí)，信号輸出存在一定的(de)延遲會導緻整個(gè)系統的(de)壓力急劇上升，如果控制不及時(shí)會導緻風機将通(tōng)風管道吸扁或管道破裂，當輸出信号下(xià)降過程中也(yě)同樣會導緻風壓急劇下(xià)降，所以在調試時(shí)一定要将 PID 值設定到合理(lǐ)的(de)區(qū)間内。
02
設置合理(lǐ)死區(qū)
爲了(le)減少系統的(de)波動，可(kě)以設置合理(lǐ)的(de)死區(qū)，防止由于風壓的(de)不穩導緻風機頻(pín)率的(de)頻(pín)繁變化(huà)。
03
系統開機時(shí)設置開機頻(pín)率
系統開機時(shí)設置開機頻(pín)率，該頻(pín)率值要大(dà)于單開任何一個(gè)風口的(de)壓力，此時(shí)在風機啓動後就會直接達到所需要的(de)頻(pín)率，當風機頻(pín)率達到設定頻(pín)率後再将頻(pín)率轉爲 PID 調節，此時(shí)調節會躲過一開機啓動的(de)震蕩，從而使系統能比較穩定的(de)運行。
04
調試系統設定最大(dà)頻(pín)率
在調試時(shí)系統要設定最大(dà)頻(pín)率，防止系統在使用(yòng)過程中由于參數設定不合理(lǐ)從而發生頻(pín)率過大(dà)對(duì)管道造成的(de)傷害。如何設定最大(dà)頻(pín)率，此時(shí)的(de)方法是将該系統中的(de)所有閥門都打開，讓風機全頻(pín)運行，測試排風口的(de)風量，使各個(gè)風口均達到風機設定風速，此時(shí)的(de)風機頻(pín)率就是風機的(de)最大(dà)頻(pín)率。
總之，排風機的(de)壓差控制風量在應用(yòng)中是比較好實現的(de)，但是與參數設定和(hé)系統工藝有很大(dà)的(de)關系，這(zhè)就要求我們在應用(yòng)中不斷總結經驗來(lái)完善控制，使系統能夠更加穩定的(de)運行。
面對(duì)疫情的(de)肆意侵擾，科學人(rén)員(yuán)的(de)實驗室研究成果是抵禦疫情的(de)一劑良藥，爲科研人(rén)員(yuán)營造安全可(kě)靠的(de)研究場(chǎng)所，保證實驗室内空氣流通(tōng)的(de)安全性是十分(fēn)必要的(de)。相信在各界同仁的(de)共同努力下(xià)，我們将會在短時(shí)間内取得(de)有效的(de)戰疫成果。濟南(nán)工達也(yě)将繼續爲實驗室安全建設做(zuò)出應有的(de)貢獻。
